Z tego filmu dowiesz się:

  • czym jest siła,
  • jak wyznaczamy wartość siły,
  • w jakich jednostkach wyrażamy siłę,
  • co to znaczy, że siła jest wielkością wektorową.

Podstawa programowa

Pobieranie materiałów

wideo ekran podsumowujący napisy

Licencja: cc-by-nc-sa.svg

Poniższe materiały są udostępnione na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowej (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.pl). Możesz je wykorzystywać wyłącznie jako całość, bez rozdzielania ich na indywidualne elementy składowe. Zabronione jest wycinanie, pobieranie, modyfikowanie, edytowanie i zmienianie elementów składowych (np. grafik, tekstów, dźwięków, logotypów). Licencja CC BY-NC-SA 4.0 nie obejmuje wykorzystywania elementów składowych w utworach pochodnych. Jeśli chcesz wykorzystać ten materiał w swoim niekomercyjnym projekcie, nie zapomnij wymienić jego autorów: Pi-stacja / Katalyst Education.

Transkrypcja

Kliknij na zdanie, aby przewinąć wideo do tego miejsca.

Zastanawialiście się może na jakiej zasadzie podwieszony most utrzymuje własny ciężar a do tego ciężar jeżdżących po nim pojazdów? Jezdnia mostu wisi na grubych, stalowych linach zamocowanych na wysokich filarach. Są one zawieszone w taki sposób że działające na most siły się równoważą. Największym tego typu mostem w Polsce jest Most Solidarności w Płocku. Podtrzymuje go 56 lin a ta o największej liczbie splotów ma nośność ponad dwudziestu trzech meganiutonów. Każdy z nas na co dzień posługuje się pojęciem siły. Mówimy, że ktoś jest silny jak koń albo że do wykonania jakiejś pracy potrzeba dużo siły. Ale czym tak naprawdę jest siła mało kto się zastanawia. W tej lekcji powiemy czym jest siła jak wyznaczamy jej wartość i w jakich jednostkach ją opisujemy. Dowiemy się też co to znaczy że siła jest wektorem. Codziennie w szkole podnosisz swój plecak z książkami. Żeby to zrobić musisz za każdym razem użyć siły. Wiesz o tym tym lepiej im plecak jest cięższy. Na lekcjach fizyki mówimy że działamy na ciało — plecak pewną siłą. Zapamiętaj, że siła to wielkość fizyczna i jest miarą wzajemnego oddziaływania ciał. Tę siłę można zmierzyć. Na przykład takim siłomierzem jaki widzisz na obrazku. Gdy podniesiesz plecak wskazówka siłomierza pokaże z jaką siłą trzeba było zadziałać. Jeśli dołożysz do plecaka parę książek i buty na WF zobaczysz, że siła potrzebna do podniesienia ciężaru wzrośnie. W ten sposób określiliśmy jedną z cech każdej siły czyli jej wartość. Ale żeby opisać siłę wartość nie wystarczy. Potrzebne są jeszcze kierunek, zwrot i punkt przyłożenia. Te cechy świadczą o tym że siła jest wektorem. Zapraszam Cię na kolejną planszę gdzie sobie o tych cechach powiemy. Czy działając taką samą siłą za każdym razem osiągniemy ten sam efekt? Domyślasz się pewnie, że nie. Na efekt ma wpływ druga bardzo ważna cecha siły — jej kierunek. Przecież z taką samą siłą z jaką podnosimy plecak moglibyśmy go po prostu pchnąć po podłodze. W ten sposób jednak na pewno nie znalazłby się na twoim ramieniu. Zresztą nawet, gdyby kierunek działania siły był słuszny czyli w tym przypadku pionowy też moglibyśmy nie osiągnąć celu. Jeżeli będziemy wciskać plecak w podłogę na pewno nie zdążymy na kolejną lekcję. Ważny jest zwrot siły. W naszym przypadku musi być on skierowany ku górze. I oczywiście punkt przyłożenia. Siła musi być przyłożona do odpowiedniego ciała czyli do twojego plecaka bo inaczej po prostu pozostanie on w takim stanie w jakim znajdował się wcześniej. Jeżeli chcesz podnieść swój plecak to musisz zadziałać siłą na niego a nie na plecak swojego kolegi. Te nasze rozważania z plecakiem są dość proste. Ale w przyszłości możesz mieć do czynienia z trudniejszymi zagadnieniami dlatego warto dobrze znać podstawy. Oczywiście nie każda siła służy do przenoszenia plecaków. Na co dzień spotykasz się z wieloma różnymi rodzajami sił na przykład siła ciężkości to ta o której boleśnie przekonujesz się gdy spadasz z roweru albo huśtawki związanej z przyspieszeniem grawitacyjnym i jest często zamiennie nazywana siłą grawitacji. O sile nacisku dowiadujesz się gdy przez przypadek w szkole usiądziesz na swojej kanapce. Twój nacisk sprawi, że zmieni kształt. Natomiast siłę sprężystości możesz zaobserwować na poznanym w tej lekcji siłomierzu albo na sprężynce która jest w Twoim długopisie i sprawia, że czubek wkładu chowa się w oprawie. Jeśli ściśniesz sprężynkę jak w długopisie albo ją rozciągniesz jak w siłomierzu to po usunięciu działającej siły wróci do pierwotnego kształtu. W życiu codziennym obserwujemy również siły oporów ruchu. Nazywamy tak wszystkie siły które działają na jakieś poruszające się ciało i przeciwdziałają jego ruchowi. Na przykład, gdy jedziesz rowerem czujesz, że jesteś hamowany przez powietrze. W tym momencie odczuwasz siłę oporów powietrza. A gdy zaczynasz hamować bo na skrzyżowaniu zapaliło się czerwone światło to możesz także zaobserwować siłę tarcia klocków hamulcowych o obręcze kół. W przyrodzie występuje jeszcze wiele innych rodzajów sił. Ale o nich nie będziemy dzisiaj mówić. Najważniejsze, żebyś zapamiętał tych kilka, o których do tej pory wspomnieliśmy. Aby utrwalić to czego się do tej pory nauczyliśmy samodzielnie narysuj i powiedz z jakimi siłami mamy do czynienia gdy kot spada z płotu. Zastanów się, a później sprawdź swoje rozwiązanie z moim. Na kota, a właściwie to na każde ciało które znajduje się nad ziemią lub w pobliżu ziemi działa siła ciężkości inaczej grawitacji. Siła ciężkości to siła, z jaką ciało w naszym przypadku kot jest przyciągany do ziemi. Rysujemy ją od środka ciała kota i kierujemy w dół. Ale czy to jedyna siła która tutaj działa? Wcześniej mówiliśmy o siłach oporów ruchu. I na takiego kota działa również siła oporów powietrza bo znajduje się on w powietrzu. Rysujemy ją przeciwnie do kierunku ruchu kota. A skoro spada on w dół pod wpływem siły grawitacji to strzałkę siły oporów ruchu rysujemy w górę. Niestety kot jest ciałem zwartym i opory powietrza nie powstrzymują go przed upadkiem. Są zbyt małe. Dobrze jednak, że potrafi on radzić sobie z takimi kryzysowymi sytuacjami i zawsze spada na cztery łapy. Każda ze wspomnianych wcześniej sił może być większa albo mniejsza ale każdą wyrażamy w tych samych jednostkach—niutonach od nazwiska sir Isaaca Newtona i jak już pewnie zauważyłeś zapisujemy symbolem F z indeksem określającym rodzaj siły. Na przykład Fs to siła sprężystości. Fr to siła reakcji podłoża. Fg to siła ciężkości lub grawitacji. Fp to siła oporów powietrza a Ft to siła tarcia. W dzisiejszej lekcji dowiedzieliśmy się czym jest siła i jakie ma cechy w jakich jednostkach ją wyrażamy i z jakimi rodzajami sił możemy mieć do czynienia w codziennym życiu. Obejrzyj pozostałe filmy z dynamiki a po więcej materiałów zajrzyj na naszą stronę pi-stacja.tv.

Lista wszystkich autorów

Lektor: Weronika Brzezińska

Konsultacja: Anna Soliwocka

Grafika podsumowania: Patrycja Ostrowska

Materiały: Agnieszka Opalińska

Kontrola jakości: Małgorzata Załoga

Napisy: Grzegorz Jakubiec, Klaudia Abdeltawab, Раїса Скорик

Opracowanie dźwięku: Aleksander Margasiński

Produkcja:

Katalyst Education

Lista materiałów wykorzystanych w filmie:

Tyler Francis (Licencja Pexels)
Tyler Francis (Licencja Pexels)
Ruvim Miksanskiy (Licencja Pexels)
Freepik (Licecja Flaticon)
Rommullus (CC BY-SA)
Rommullus (CC BY-SA)
nizovatina / Freepik (Licencja Freepik)
Dinosoftlabs (Licencja Flaticon)
Smashicon (Licencja Flaticon)
Freepik (Licencja Flaticon)
stephanie2212 / Freepik (Licencja Freepik)
freepik (Licencja Freepik)
macrovector / Freepik (Licencja Freepik)
freepik (Licencja Freepik)
Freepik (Licencja Flaticon)
Freepik (Licencja Flaticon)

Licencja:

Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowej

cc-by-nc-sa.svg